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第 5 期                 胡浩岩,等:  铁基金属有机骨架材料 MIL-53-Fe 的合成及鞣制性能                              ·967·


                 表 2    铬鞣剂与 MIL-53-Fe 结合鞣的皮革性能                紧密。从表 2 可以看出,MIL-53-Fe 用量为 2%超声
            Table 2    Properties of tanned leather with chrome tanning   后(编号Ⅲ),革样增厚率较大,仅次于铬鞣的 18.5%,
                    agent combined with MIL-53-Fe
                                                               说明超声处理可以提高鞣制效果。超声处理可以提
              编号  收缩温度/℃  增厚率/%  抗张强度/MPa  断裂伸长率/%
                                                               高 MIL-53-Fe 分散性,可以增加 MIL-53-Fe 配合物
               Fe    73.2      12.5     23.65      86.01
                                                               中羧基数目,与皮胶原肽链上的多种基团以及铬鞣
               Cr    105.4    18.5      28.72      87.53                3+
                                                               革中的 Cr 盐发生化学结合,宏观上表现出选择性
               1     72.5     12.8      24.01      85.63
                                                               填充增厚作用,尤其是对松软部位的填充作用更大,
               2     90.7     13.3      24.25      86.53
                                                               厚度增加明显,使成品革感官上显得较丰满,手感好。
               3     91.9     13.1      25.53      87.55       2.2.3    铬鞣剂与 MIL-53-Fe 结合鞣的皮革水洗后性能
               4     90.5     12.9      27.66      86.69
                                                                   水洗后的皮革性能如表 3 所示。
               Ⅰ     76.5     12.9      24.58      86.65           由表 3 中 Fe、Cr 和 1 号样品结果可知,MIL-53-Fe
               Ⅱ     91.3     14.2      27.32      89.75       鞣制后样品较纯铁鞣制耐水洗性有所提高,几乎达
               Ⅲ     101.8    18.1      29.56      89.77       到了 5%皮质量铬鞣剂鞣革的耐水洗性。由编号 2、
               Ⅳ     92.5     13.8      28.01      87.05       3 和 4 结果可知,随着 MIL-53-Fe 用量的增加,样
                 注:Fe 代表皮质量 5%硫酸铁盐鞣制;Cr 代表皮质量 5%               品的面积变化率逐渐减小,且减小幅度较大,收缩
            铬粉鞣制。                                              温度与抗张强度变化也有小范围减小。表中Ⅱ、Ⅲ

            Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ是铬鞣剂与 MIL-53-Fe 结合鞣制时经过                       和Ⅳ是铬鞣剂与 MIL-53-Fe 结合鞣制时经过超声处
            超声处理后的鞣制效果,结果表明,超声处理后结                             理后的鞣制效果,可知面积与收缩温度的变化程度
            合鞣制效果均好于未超声处理的样品,铬鞣剂 3%                            较铬鞣剂单独鞣制皮革都有所减小,且与未超声时
            与 MIL-53-Fe 2%的结合鞣制(编号Ⅲ)效果最好,                      相比,其面积变化率与收缩温度的变化程度都更小,
            接近了纯铬鞣制效果。原因是超声使 MIL-53-Fe 鞣                       说明在超声作用 20 min 时有利于增强 MIL-53-Fe 与
            剂的分散性和渗透性更好,容易向皮内渗透,更易                             铬鞣剂的协同效应。2、3、4 与Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ总体相
            与铬进行络合,增强铬的吸收与利用率,并且超声                             比,后者水洗后各项数据变化较小,耐水洗性能稍
            后可能会破坏少量的框架结构,有更多未发生键合                             好,说明超声处理有助于试样对于 MIL-53-Fe 的吸
            反应的活性基团暴露出来,使其与胶原的结合更加                             收,提高鞣制效果。

                                                  表 3    水洗后的皮革性能
                                              Table 3    Properties of washed leather
                                      2
                               面积/mm                       收缩温度/℃                        抗张强度/MPa
               编号
                       水洗前      水洗后     变化率/%      水洗前       水洗后       变化量       水洗前       水洗后       变化量
                Fe      120     114.25    4.79      73.2     64.3       8.9       23.65     17.75      5.90
                Cr      120     117.47    2.53     105.4    101.3       4.1       28.72     24.77      3.95
                1       120     117.26    2.29      72.5     66.3       6.2       24.01     18.37      5.64
                2       120     116.23    3.77      90.7     83.4       7.3       24.25     17.49      6.76
                3       120     117.42    2.15      91.9     84.7       7.2       25.53     19.90      5.63
                4       120     117.89    1.76      90.5     83.4       7.1       27.66     22.14      5.52
                Ⅰ       120     115.26    3.95      76.5     69.3       7.2       24.58     18.93      5.65
                Ⅱ       120     116.52    2.90      91.3     84.8       6.5       27.32     21.17      6.15
                Ⅲ       120     117.53    2.06     101.8     96.6       5.2       29.56     24.36      5.20
                Ⅳ       120     118.33    1.39      92.5     89.1       3.4       28.01     23.42      4.59

                 MIL-53-Fe 单独鞣制前、后的皮革 SEM 图如图                  鞣制后的皮革,可见其纤维束比较分散,有大量的
            5 所示。                                              细纤维束从之前粗大的纤维束中分离出来,并且相
                 图 5a 为未鞣制的皮革形貌,可见其纤维束粗                        互交联为网状结构,说明 MIL-53-Fe 能够渗入胶原
            大,纤维与纤维间连接紧密,原因是胶原纤维束没                             纤维之间,且其有良好的分散作用,有利于其与纤
            有分散开,没有配位键的结合。图 5b 为 MIL-53-Fe                     维交联,产生良好的鞣制作用。
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